La ULPGC innova la desalación de agua con inteligencia artificial y energía eólica

Facilitar la adaptación a las energías renovables de las plantas desaladoras y reducir la huella del carbono que produce la desalación en Canarias, utilizando técnicas de inteligencia artificial para optimizar su gestión. Este es el objetivo del proyecto Gestión inteligente de un volante de inercia para su integración en sistema aislado de desalación accionado con energía eólica, coordinado por Pedro Jesús Cabrera Santana y Julieta Schallenberg, investigadores del grupo Sistemas Energéticos Renovables (GRRES) de la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria, y financiado con 121.250 euros en la convocatoria 2022 de Proyectos de Generación de Conocimiento, en el marco del Programa Estatal para Impulsar la Investigación Científico-Técnica y su Transferencia, del Plan Estatal de Investigación Científica, Técnica y de Innovación 2021-2023.

«Su principal ventaja es que facilita que las plantas desaladoras puedan adaptarse a las energías renovables, en este caso la eólica, por tanto podrían aprovechar más el recurso renovable, y reducir la huella del carbono que actualmente produce la desalación en Canarias», indicó Pedro Jesús Cabrera, profesor del Departamento de Ingeniería Mecánica de la ULPGC sobre el proyecto, cuya duración es de tres años.

Volante de inercia

El objetivo científico y tecnológico general de la iniciativa se centra en proponer y analizar el desarrollo de un sistema mecatrónico inteligente, basado en un volante de inercia, como sistema estabilizador de energía de una planta desaladora accionada con energía eólica, una de las fuentes renovables más utilizada por su grado de madurez, además de ser una de las tecnologías renovables más económicas disponibles en la actualidad. De esta forma, el grupo de investigación GRRES, que dirige el catedrático José Antonio Carta, da un paso más para lograr que las plantas desaladoras operen en régimen variable para optimizar el aprovechamiento energético renovable.

Para lograr dicho reto trabajan en un novedoso sistema de control, basado en almacenamiento dinámico de energía, que ajuste las variaciones instantáneas de renovables al funcionamiento de las plantas desaladoras. «Como hipótesis general de partida se plantea que el uso de volantes de inercia con gestión inteligente, como sistema de regulación dinámica de energía, puede paliar las desviaciones instantáneas entre la generación y la demanda de las plantas desaladoras accionadas mediante energía eólica, de forma aislada de la red eléctrica convencional y continuamente gestionadas para adaptar su consumo a la oferta de generación variable», apunto el investigador principal del proyecto.

Contribuye a reducir la huella del carbono que actualmente produce en Canarias la desalinización

Con esta iniciativa se espera proporcionar a la comunidad científica y empresarial el uso de los volantes de inercia como sistema estabilizador entre una máquina eólica y una planta desaladora. «Presentamos un método inexplorado anteriormente que integre las más avanzadas técnicas de IA para lograr una gestión energética óptima de los volantes de inercia, al tiempo que se mostrarán los posibles beneficios de integrar esta tecnología a gran escala».

La introducción de técnicas de Machine Learning o IA para gestionar la velocidad angular del volante de inercia es precisamente una de las principales novedades de la iniciativa. «Las técnicas de inteligencia artificial identifican cuánta potencia o cuánta energía necesita dar el volante de inercia y en base a eso, lo pone en funcionamiento a la velocidad que precisa. De esta forma, se optimiza la gestión energética del volante, incrementando el aprovechamiento de la energía eólica». El profesor Cabrera señaló además, que dicho sistema proporciona «una gestión inteligente y sencilla, de forma que no hacen falta grandes conocimientos de electrónica de potencia para ponerlo en marcha».

El proyecto está financiado con 121.250 euros dentro del Plan Estatal de Investigación Científica y Técnica

En conclusión, el proyecto, que está en sintonía con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) definidos en la Agenda 2030 -Energía asequible y no contaminante (OD 7) y de Agua limpia y saneamiento (OD 6)-, interviene ante «la cada vez más necesaria introducción de las tecnologías renovables», como la eólica, para accionar procesos como la desalación de agua; y contribuye a eliminar el uso de sistemas de almacenamiento energético, basados en baterías, que empeoran los problemas tecno-económicos y de dependencia exterior.

Según apunta el investigador principal, la solución en la que trabajan propone una alternativa «simple, económica, segura y limpia» que abarata los costes de agua, fortaleciendo la competitividad de la industria agroalimentaria local. Asimismo, evita los riesgos de dependencia exterior y dota de resiliencia energética a los sistemas de producción de agua renovables, aumentando la seguridad de la sociedad; contribuye a la mejora del medioambiente, reemplazando a los combustibles fósiles en el accionamiento de plantas desaladoras; y facilita la generación de nuevos puestos de trabajo provenientes del sector de las tecnologías de la información. «Todavía está en una etapa muy inicial, pero tenemos un prototipo que ya se podría conectar a una planta desaladora de pequeño tamaño, y si funcionara, empezaríamos a hablar de grandes plantas», apuntó Pedro J. Cabrera.

Junto al grupo de investigación GRRES de la Universidad de Las Palmas, forman parte del equipo de trabajo, miembros del Departamento de Agua del Instituto Tecnológico de Canarias (ITC); y tres investigadores de la Universidad de Aalborg (Dinamarca).

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